CN103256225A - 旋转式压缩机的冷却结构 - Google Patents

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虞阳波
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Abstract

一种旋转式压缩机的冷却结构，包括蒸发器、压缩机、冷凝器和节流部件构成的空调制冷装置，压缩机的旁侧设有与之相连的储液罐，空调制冷装置上的低温部件设置有驱动控制器；该低温部件为储液罐，驱动控制器与储液罐密封固定连接。本发明中设置储液罐用于控制压缩机驱动控制器，储液罐一般为低温状态，其工作温度约为-20℃至30℃，形成一降温工具，利用储液器的低温环境对驱动控制器进行散热，是驱动控制器非常好的散热源，减少散热器的设置，同时降低空调室外机的功耗，并且降低空调制冷装置成本及提高空调制冷装置的整体性能；其具有结构简单合理、成本低廉、散热效果好和适用范围广的特点。

Description

旋转式压缩机的冷却结构
技术领域
本发明涉及一种旋转式压缩机的冷却结构。
背景技术
变频空调中包括变频压缩机和驱动压缩机运转的驱动控制器，驱动控制器在工作过程中会产生热量，需要对驱动控制器进行降温，保证其可靠性及使用寿命。传统的散热方式是通过外接散热器的方法，然后通过室外机风扇进行金属散热器散热。这种方式需要增加风扇的功率，而且散热器本身需要较高的成本。
中国专利文献号CN1570382Y于2005年1月26号公开了一种压缩机用散热器，其特征在于：它包括真空换热内、外桶，在真空换热桶放置压缩机，压缩机与真空换热内桶之间的空间充填换热介质，真空换热内桶置于真空换热外桶中，据称，其具有换热效果好、压缩机噪音小、使用寿命长的优点，但是，该结构较为复杂，且额外增加了真空换热内桶及外桶，使压缩机的成本上升，不利于批量生产。因此，有必要作进一步改进和完善。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种结构简单合理、成本低廉、能效比高和散热效果好的旋转式压缩机的冷却结构，以克服现有技术中的不足之处。
按此目的设计的一种旋转式压缩机的冷却结构，包括蒸发器、压缩机、冷凝器和节流部件构成的空调制冷装置，压缩机的旁侧设有与之相连的储液罐，其结构特征是所述空调制冷装置上的低温部件设置有驱动控制器；该低温部件为储液罐，驱动控制器与储液罐密封固定连接。
所述驱动控制器包括设置于驱动模块IPM上的控制芯片，通信电路和P-N接口；连接于通信电路上的通信线接收空调制冷装置上控制板的指令，驱动控制器控制压缩机的工作状态及转速；驱动控制器上设置有第一对接口、第二对接口和第三对接口，该第一对接口及第二对接口的一端与控制板相连接，第一对接口的另一端与P-N接口相连，控制板的直流电源提供给驱动模块IPM。
所述第二接口的另一端与通信电路相连，通信电路通过控制芯片与驱动模块IPM相连；第三对接口的一端与驱动模块IPM相连，第三对接口的另一端连接于压缩机上。
所述压缩机上分别设置有高温连接部和低温连接部，冷凝器的一端与高温连接部相连，高温连接部与冷凝器之间的温度值为大于或等于70℃。
所述冷凝器的另一端通过节流部件与蒸发器的一端相连，冷凝器与蒸发器之间的温度值为50℃至5℃，该节流部件为毛细管；蒸发器的另一端与压缩机上的低温连接部相连，蒸发器与低温连接部之间的温度值为小于或等于15℃，共同构成一制冷剂循环回路。
本发明中设置储液罐用于控制压缩机驱动控制器，储液罐一般为低温状态，其工作温度约为-20℃至30℃，形成一降温工具，利用储液器的低温环境对驱动控制器进行散热，是驱动控制器非常好的散热源，减少散热器的设置，同时降低空调室外机的功耗，并且降低空调制冷装置成本及提高空调制冷装置的整体性能；其具有结构简单合理、成本低廉、散热效果好和适用范围广的特点。
附图说明
图1为本发明中空调制冷装置的工作原理示意图。
图2为图1空调制冷装置中储液器的温度图。
图3为驱动控制器的接线图。
图4为驱动控制器与储液罐装配示意图。
图中：1为冷凝器，2为节流部件，3为蒸发器，4为压缩机，5为储液罐，6为驱动控制器，6.1为第一对接口，6.2为第二对接口，6.3为第三对接口。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
参见图1-图4，本旋转式压缩机的冷却结构，包括蒸发器3、压缩机4、冷凝器1和节流部件2构成的空调制冷装置，压缩机4的旁侧设有与之相连的储液罐5，压缩机4上分别设置有高温连接部和低温连接部，冷凝器1的一端与高温连接部相连，制冷剂在压缩机4中被压缩成高温高压的过热蒸气，并进入冷凝器1中冷却，制冷剂的由高温高压的过热蒸气冷凝为高压中温的液体，高温连接部与冷凝器1之间的温度值为大于或等于70℃。
冷凝器1的另一端通过节流部件2与蒸发器3的一端相连，该节流部件2为毛细管。冷凝后的制冷剂液体进入毛细管中节流减压，为在蒸发器3中进行蒸发汽化创造条件。在蒸发器3中液态的制冷剂全部汽化为低压的气体，同时从外界吸热，冷凝器1与蒸发器3之间的温度值为50℃至5℃。蒸发器3的另一端与压缩机4上的低温连接部相连，蒸发器3中的制冷剂先是气体、液体共存，后变为饱和蒸气，最后变为低压过热的蒸气，共同构成一制冷剂循环回路。蒸发器3与低温连接部之间的温度值为小于或等于15℃，蒸发器3温度必低于环境温度，在被吸回压缩机4的过程中，吸气管内的制冷剂蒸气温度仍然低于环境温度，因此压缩机4的吸气管和储液器也是低于环境温度的，用手触摸感到有些凉。
空调制冷装置的低温部件设置有驱动控制器6；该低温部件为储液罐5。工作时，储液罐5一般为低温状态，其工作温度约为-20℃至30℃，形成一降温工具，因此在储液罐5上设置有驱动控制器6，驱动控制器6与储液罐5密封固定连接。利用储液罐5对驱动控制器6降温，节约散热器成本，同时降低空调室外机的功耗。
对于变频压缩机4来说，变频控制模块是个发热体，一般情况是通过配置风扇进行散热。现在我们可以利用压缩机4储液器侧的低温环境进行散热。表1为各种工况中储液器温度表，表中Ts为储液器的在制冷循环各种工况的温度。
Figure BDA0000136232930000031
从上表可以看出压缩机4的温度通常在-20℃至30℃，而驱动模块IPM要求的结温要低于125℃，而驱动控制器6的工作的环境温度0至50℃，也远低于驱动模块IPM的结温，因此在温度方面也是完全可行，是驱动模块IPM非常好的散热源，其中Q/R条件是国标暖房评价中的条件，结温为半导体行业专业术语。
驱动控制器6包括与驱动模块IPM相连的控制芯片、P-N接口和通信电路，连接于通信电路上的通信线接收空调制冷装置上控制板的指令，驱动控制器6控制压缩机4的工作状态及转速；驱动控制器上设置有第一对接口6.1、第二对接口6.2和第三对接口6.3，该第一对接口6.1及第二对接口6.2一端与控制板相连接，第一对接口的另一端与P-N接口相连，控制板的直流电源提供给驱动模块IPM。
第二接口6.2的另一端与通信电路相连，通信电路通过控制芯片与驱动模块IPM相连，将控制板的各种信号发送的驱动板，驱动板根据控制发过来的信号指令，对压缩机进行实时控制。第三对接口6.3的一端与驱动模块IPM相连，第三对接口的另一端连接于压缩机4上，输出电压给压缩机，使压缩机正常运行。工作时，控制芯片接收控制板的指令，根据控制板对压缩机4的控制指令通过通信电路发送到压缩机4驱动器的控制芯片。控制芯片则控制驱动模块IPM的开关和压缩机4的转速，同时控制芯片采样压缩机4的电流和位置信号，实现控制芯片对压缩机4的闭环控制。控制板为压缩机4驱动器提供直流电源P-N，或者控制板也可以提供交流电源给压缩机4驱动器，驱动控制器6上还设有整流桥模块，驱动模块IPM根据控制芯片的PWM开关指令将母线转化电机需要的电压，控制压缩机4的运行。
同时驱动模块IPM和变频控制技术的成熟，为两者结合创造了条件，解决了驱动模块IPM需要的散热面积过大，压缩机4的振动问题，储液罐5有水分问题和模块的安装问题。
驱动模块IPM的小型化，降低其内部功耗的降低，需要的散热面积就相应减小，使压缩机4储液罐5不必留很大的面积为驱动模块IPM进行散热。现在矢量控制技术已经完善，力矩补偿功能，可以大大的降低了压缩机4的振动，同时，双缸压缩机的应用，也进一步减少了压缩机4的振动。
驱动模块IPM要求散热器的平整度为-150um至100um，而压缩机4的加工工艺在上述的区间值内，满足驱动模块IPM的平整度的要求。当储液罐5工作在较低温度时，会有冷凝空气中的水蒸气，结成水珠甚至结冰，所以驱动控制器6必须要做好防水工作，而电控的防水技术比较成熟，可以参照洗衣机电控的防水技术提供了参考，将整个驱动控制器6进行模块化，进行完全密封，通信线进行外部对接的模式，提高产品的安全性及稳定性，延长其使用寿命。

Claims (5)

1.一种旋转式压缩机的冷却结构，包括蒸发器(3)、压缩机(4)、冷凝器(1)和节流部件(2)构成的空调制冷装置，压缩机(4)的旁侧设有与之相连的储液罐(5)，其特征是所述空调制冷装置上的低温部件设置有驱动控制器(6)；该低温部件为储液罐(5)，驱动控制器(6)与储液罐(5)密封固定连接。
2.根据权利要求1所述旋转式压缩机的冷却结构，其特征是所述驱动控制器(6)包括与驱动模块IPM相连的控制芯片、P-N接口和通信电路，连接于通信电路上的通信线接收空调制冷装置上控制板的指令，驱动控制器(6)控制压缩机(4)的工作状态及转速；驱动控制器上设置有第一对接口(6.1)、第二对接口(6.2)和第三对接口(6.3)，该第一对接口(6.1)及第二对接口(6.2)的一端与控制板相连接，第一对接口的另一端与P-N接口相连，控制板的直流电源提供给驱动模块IPM。
3.根据权利要求2所述旋转式压缩机的冷却结构，其特征是所述第二接口(6.2)的另一端与通信电路相连，通信电路通过控制芯片与驱动模块IPM相连；第三对接口(6.3)的一端与驱动模块IPM相连，第三对接口的另一端连接于压缩机(4)上。
4.根据权利要求3所述旋转式压缩机的冷却结构，其特征是所述压缩机(4)上分别设置有高温连接部和低温连接部，冷凝器(1)的一端与高温连接部相连，高温连接部与冷凝器(1)之间的温度值为大于或等于70℃。
5.根据权利要求1至4任一所述旋转式压缩机的冷却结构，其特征是所述冷凝器(1)的另一端通过节流部件(2)与蒸发器(3)的一端相连，冷凝器(1)与蒸发器(3)之间的温度值为50℃至5℃，该节流部件(2)为毛细管；蒸发器(3)的另一端与压缩机(4)上的低温连接部相连，蒸发器(3)与低温连接部之间的温度值为小于或等于15℃，共同构成一制冷剂循环回路。
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